工程科技 民营科技２０１５年第１期 公路结构物台背的回填材料与施工 孙晓惠 （黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司，黑龙江安达１５１４００） 摘要：公路桥台背、涵洞背、挡土墙背的回填（简称“三背回填”）是一项容易被忽视又不容易做好的工作，常常因为多种原因而严 重影响公路的使用性能。路面施工完成后桥涵结构物台背回填区继续沉降，致使台背与结构物连接处出现台阶，车辆通过时容易产生 腾空现象，工程界通常称作为“桥头跳车”。桥涵两端的差异沉降对于道路、车辆和驾乘人员都有不同程度的影响与危害。 关键词：结构物台背；回填材料；施工 １ 台背回填病害原因分析 此时完全失去了桥头搭板的功能。可见，桥头搭板只能暂时平顺 台背回填病害的表现形式主要是：回填区路面严重破坏；搭 差异沉降引起的路基纵坡的变化，而搭板末端与路基交界处的路 板与桥头连接处路面车辙、开裂；搭板末端与路基交界处路面的 面容易出现差异沉降和横向裂缝，从而产生“二次跳车”问题。因 横向裂缝和差异沉降；搭板上覆路面面层车辙；回填区末端路面 此，桥头搭板不能解决桥头跳车问题，只是将跳车位置后移。 横向开裂；涵顶路面下沉；浆砌片石重力式桥台的片石松散，造成 ２．２地基处理。对于软土地基上的桥台，地基处理是防止桥头跳 伸缩缝和搭板下沉等。公路台背回填工程主要病害产生的原因一 车的关键。事实上，根据已建成的几条高速公路的工后沉降量的 般有以下几方面： 观测值，不论采用何种软基处治方式，都不能根本消除软基沉降 １．１构造方面原因。桥台基础一般都进行了加固处理，其工后沉 现象。而更为重要的是，软基路堤的工后沉降量一般情况下都大 降量一般较小，而路堤填土所固有的压缩蠕变性质，须待通车后 于桩基桥台的容许沉降量。因此，地基处理可以减少软基沉降，但 经过较长的一段时间才能趋于稳定，且压缩沉降量较大。从力学 不能彻底根治桥头跳车问题。 性质上讲，桥涵结构物具有较大的整体刚度，而与之相连结的路 ２．３反开挖填贫混凝土。高速公路台背回填工程实施过程中，对 基和路面组成的道路属于柔性结构物，两者具有明显的刚度差 于重力式桥台台背回填采取了反开挖填贫混凝土的方法消除台 别，从而在使用中产生差异沉降。 背回填的“压实死角”。台背回填施工中，每填筑层后，将临近台背 １．２地基沉降对于软土地基上的桥台，地基沉降是差异沉降的主 ３０～５０ｃｍ范围内大型机械无法压实的回填材料挖除，浇筑贫混凝 要部分。即使是经过认真处理的软土地基，地基的固结和次固结 土，养生７ｄ后继续向上回填。实体工程的观测结果表明，反开挖 （蠕变）变形而引起的沉降变形也是不可避免的。 填贫混凝土的方法，消除了台背回填的“压实死角”，明显提高了 １．３回填材料压缩变形。对高填土路堤上的桥台，回填材料的压 回填材料的整体承载能力。 缩蠕变变形是差异沉降的主要部分。尤其对于水稳定性差回填材 ２．４压密注浆。利用注浆泵将配制好的水泥浆液，通过注浆管注 料，雨水浸入后在交通荷载的反复作用下极易产生沉降变形。虽 入回填材料中，浆液在压力作用下渗入填土的孔隙中，与土粒骨 然提高台背回填材料的压实度可以缩小材料塑性变形，然而，不 架产生固化反应，进一步提高台背填土的密实程度，减少填土与 同的材料达到同一压实度时在同一荷载作用下的塑性变形是不 桥台之间的刚度差，从而减小因台背填土的沉降而产生桥头跳车 同的，强度低、刚度小的材料的塑性变形相对较大。因此，应该选 的现象。水泥浆液除能填补填料的空隙外，还能防止雨水下渗对 用水稳定性好、强度相对较高、压缩性较小、刚度较大的材料，可 填料的软化作用。 以缩小台背回填的塑性变形。 实践证明，压密注浆是解决桥头跳车问题的较好的补救措 １．４设计方面原因。由于桥涵（通道）结构物和路基分别按各自的 施，能改善台背填土的质量，有效解决桥梁引道路面下沉问题。 标准进行设计，没有统一的标准，加之在结构上又没有进行特殊 ８常用台背回填材料及其效果 设计，所以从设计上分析，台背与路基连接处没有共同的设计控 ３．１石灰土回填材料。高速公路台背回填要求采用石灰土填筑， 制参数，是间断连续的。 压实度比一般路段相同层位提高。在桥台背后有“作业死角”，要 １．５水毁坏。雨、雪水沿路堤与桥涵结构物的连结部位的接缝或 求使用小型振动夯或轻型压路机仔细压实。 裂缝渗入，对路面结构层和土基产生冲刷和侵蚀，造成细粒料的 ３．２砂砾回填材料。高速公路在台背回填施工中采用天然砂砾回 流失以及增加了结构层和土基的含水量，降低了地基的承载能 填材料，每层施工厚度２０—３８ｃｍ、粒料最大粒径为４．７５～８ｅｍ。首先 力，加剧了差异沉降的发生与发展。另外，北方季节性冰冻区，容 采用水冲，其次采用振动碾压的工艺，最后采用手扶式气夯碾压 易在冻胀、融沉的过程中加剧差异沉降的形成。因此，在路基路面 边角处，可取的最好的效果。 排水设计时，更应该注意台背回填区的排水设计，保持桥头排水 ３．３轻质回填材料。近年来，一些国家在台背回填工程中采用陶 通畅无积水。在基底顶面应设置必要的排水设施，如横向泄水管 土颗粒、泡沫混凝土和土工泡沫轻质固化粉煤灰等轻质工程材 或盲沟等。 料，对降低台背与路基的差异沉降取得了明显的效果。 １．６施工方面原因。台背结构物的施工属于分段浇筑或拼装砌筑 ３．４土工格栅或土工格室的运用。一些工程在路桥过渡段中尝试 而成，其构造是相对均匀的等密体，整体性好，而其后的填土，尤 采用土工格栅、土工格室等加筋回填材料，以降低路桥过渡段的 其是在台背一定范围内的填料，在实际施工中往往是薄弱环节。 差异沉降。 ２常用工程技术措施及其效果 实践证明，采用了土工格栅或土工格室后，虽然过渡段填土 ２．１桥头搭板。目前，为防止路、桥衔接处的差异沉降，高速公路 的总压缩量减少不多，但是，台背路桥交界处的台阶或跳跃沉降 的桥涵设计中均加设钢筋混凝土搭板。其作用的原理为：搭板支 变为连续的斜坡沉降，桥头跳车变得不再明显。 承在路基与桥台之间，形成一段过渡性的梁板，当路基下沉后，搭 参考文献 板平顺了路桥之间的沉降差。然而，当桥头路基出现局部凹陷时， 【１］刘伯刚．桥涵台背回填施工技术要点分析『Ｊ］．黑龙江交通科技， 搭板下部脱空，形成了一个类似于筒支梁的结构，随着凹陷范围 ２０１１（８）：１４６． 的扩大，搭板下部的脱空长度也不断加大，在行车荷载的作用下， ［２Ｊ麦远俭，刘成云．软基预压加固中的体积应变、侧向位移和沉降 筒支梁中的最大弯距超过极限值，搭板底部开裂乃至搭板折断， 修正【Ｊ】．水运工程，２００１（８）：１５７．